JP6342751B2 - 蒸気圧縮式冷凍サイクル - Google Patents
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Description
なお、本発明は、以下のように構成してもよい。
1.蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成
本実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクル1は、図1に示すように、高圧熱交換器3、第1減圧器5A、第2減圧器5B、低圧熱交換器7、第1圧縮機9A、第2圧縮機9B、及び気液分離器11等を備えている。
第1減圧器5Aは、高圧熱交換器3から流出した高圧冷媒を減圧・膨張させる。第1減圧器5Aにて減圧された冷媒(以下、中間圧冷媒という。)は、気液分離器11にて気相冷媒と気相冷媒とに分離される。
2.1 制御系の構成
第1圧縮機9A、第2圧縮機9B、第1減圧器5A、第2減圧器5B及び第2バルブ15A等の作動は、図2に示すように、制御装置21により制御されている。制御装置21は、CPU、ROM及びRAM等を有するマイクロコンピュータにて構成されている。
制御装置21は、低圧熱交換器7にて必要な冷凍能力(冷房能力)が発生するように、第1圧縮機9Aの回転数を制御する。具体的には、制御装置21は、室内温度(室内温度センサS7の検出温度)が予め設定された温度範囲(例えば、10℃〜30℃)となるように、第1圧縮機9Aの作動を制御する。
制御装置21は、低圧熱交換器7での熱負荷の大きさ及び外気温度に基づいて、第2圧縮機9Bを稼働させるインジェクション運転と第2圧縮機9Bを停止させる非インジェクション運転とを切替制御する。
第1減圧器5Aは可変絞り装置にて構成されている。可変絞り装置は、絞り開度を変更調節する電気式のアクチュエータ(図示せず。)を有する。制御装置21は、上記アクチュエータの作動を制御して第1減圧器5Aの絞り開度を変更する。
第2減圧器5Bは、可変絞り装置(図示せず。)にて構成されている。可変絞り装置は、絞り開度を変更調節する電気式のアクチュエータ(図示せず。)を有する。制御装置21は、上記アクチュエータの作動を制御して第2減圧器5Bの絞り開度を変更する。具体的には、制御装置21は、低圧熱交換器7の冷媒出口側の冷媒過熱度が、0以上の値であって予め設定された所定の値となるように第2減圧器5Bの絞り開度を制御する。
制御装置21は、非インジェクション運転時には第2バルブ15Aを閉じ、かつ、非インジェクション運転からインジェクション運転に移行したときには、移行制御モードにて第2バルブ15Aを制御する。
本実施形態では、インジェクション運転と非インジェクション運転とを切り替えることが可能であるので、第1圧縮機9A及び第2圧縮機9Bの消費動力を更に低減可能なインジェクション方式の蒸気圧縮式冷凍サイクル1を得ることができる。
本実施形態に係る連通回路15は、第2圧縮機9Bの吸入側、及び第2圧縮機9Bに設けられたドレンポートのうち少なくとも一方に接続されている。ドレンポートは、第2圧縮機9B内の液相冷媒を排出するための排出口である。
(第3実施形態)
本実施形態及び第4実施形態は、第1圧縮機9Aで発生した熱を第2圧縮機9Bに直接的又は間接的に供給することにより、第2圧縮機9Bで発生した液相冷媒を直接的又は間接的に加熱し、液相冷媒が高圧熱交換器3側に供給されることを抑制するものである。
例えば、ヒートパイプ25を可動式として第2圧縮機9Bに第1圧縮機9Aで発生した熱を伝達する場合と伝達しない場合とを切替可能とし、移行制御モード時にのみ熱を伝達する構成としてもよい。
本実施形態は、図7に示すように、第1圧縮機9Aから吐出された高温の吐出冷媒にて第2圧縮機9Bのハウジングを加熱するものである。加熱回路27は、第1圧縮機9Aから吐出された高温冷媒を第2圧縮機9Bのハウジングに導いて、当該高温冷媒と第2圧縮機9B内の液相冷媒とを熱交換させる。
本実施形態に係る制御装置21は、低圧熱交換器7から室内に供給される吹出空気の温度が予め設定された温度範囲となるように第1圧縮機9Aの作動を制御する。このため、図8に示すように、制御装置21には、吹出空気の温度を検出する吹出温度センサS8からの出力信号が入力される。
上述の実施形態では、第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bとは、冷媒流れに対して並列に配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bとは、冷媒流れに対して直列に配置してもよい。
5B… 第2減圧器 7… 低圧熱交換器 9A… 第1圧縮機
9B… 第2圧縮機 11… 気液分離器 19… 第1バルブ、
15…連通回路、15A…第2バルブ
Claims (6)
- 低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、
高温側の冷媒を冷却する高圧熱交換器と、
低温側の冷媒を加熱・蒸発させる低圧熱交換器と、
前記高圧熱交換器から流出した高圧冷媒を減圧・膨張させる第1減圧器と、
前記第1減圧器にて減圧された中間圧冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器と、
前記気液分離器にて分離された液相冷媒を減圧・膨張させて前記低圧熱交換器に供給する第2減圧器と、
前記低圧熱交換器側から流出した冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を前記高圧熱交換器側に吐出する第1圧縮機と、
前記気液分離器から気相冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を前記第1圧縮機の吐出側に吐出する第2圧縮機と、
前記第2圧縮機の作動を制御するインジェクション制御部であって、前記第2圧縮機を稼働させるインジェクション運転と前記第2圧縮機を停止させる非インジェクション運転とを切替制御可能なインジェクション制御部と、
前記非インジェクション運転から前記インジェクション運転に移行するときに、前記第2圧縮機内に存在する液相冷媒が前記高圧熱交換器側に供給されることを抑止する供給抑制システムと
を備えることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記供給抑制システムは、
前記非インジェクション運転から前記インジェクション運転に移行したときに、前記気液分離器から前記低圧熱交換器までの冷媒回路と前記第2圧縮機と連通させる連通回路を有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記連通回路は、前記第2圧縮機の吐出側と前記気液分離器の下部側とを連通させることを特徴とする請求項2に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記供給抑制システムは、
前記高圧冷媒にて前記第2圧縮機で発生した液相冷媒を直接的又は間接的に加熱することを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記供給抑制システムは、
前記第1圧縮機から吐出された前記高圧冷媒にて前記第2圧縮機を加熱することを特徴とする請求項4に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記供給抑制システムは、
前記第1圧縮機で発生した熱を前記第2圧縮機に直接的又は間接的に供給することを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
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